Гидроусилитель руля: принцип работы

Насос гидроусилителя руля КамАЗ

Насос гидроусилителя рулевого управления КамАЗ с бачком установлен в развале блока цилиндров. Привод насоса шестеренчатый, от блока распределительных ше­стерен. Шестерня 1 закреплена на валу 5 насоса шпон­кой 6 и гайкой 2 со шплинтом 3.

Насос лопастного типа, двойного действия, т. е. за один оборот вала совершаются два полных цикла всасы­вания и два нагнетания. В роторе 38 насоса имеются пазы, в которых перемещаются лопасти 33. Ротор уста­новлен внутри статора на валу 5 насоса на шлицах; по­садка ротора на шлицах свободная.

Положение статора 35 относительно корпуса 37 на­соса фиксировано, т. е. направление стрелки на статоре совпадает с направлением вращения вала насоса.

При вращении вала насоса лопасти прижимаются к кри­волинейной поверхности статора под действием центро­бежной силы и давления масла, поступающего по каналам в распределительном диске 32 под лопасти насоса. Между лопастями образуются полости переменного объема, ко­торые заполняются маслом, поступающим из полостей всасывания распределительного диска. В полости всасы­вания масло поступает из полости корпуса 37 насоса по каналам в статоре 35. При уменьшении межлопастного объема масло вытесняется в полость нагнетания по ка­налам в распределительном диске 32.

Торцовые поверхности корпуса и распределительного диска тщательно отшлифованы. Наличие на них, а также на роторе, статоре и лопастях забоин, заусенцев и т. п. недопустимо.

На насосе установлен бачок 22 для масла, закрытый крышкой 20, которая закреплена болтом 16. Под ним уста­новлены шайба 15 и резиновое кольцо 17, которое вместе с резиновой прокладкой 21 уплотняет внутреннюю полость бачка. В крышку бачка ввернут предохранительный кла­пан 19, ограничивающий давление внутри бачка. Все масло, возвращающееся из гидроусилителя в насос, про­ходит через расположенный внутри бачка сетчатый фильтр 23.

Насос имеет комбинированный клапан, расположен­ный в крышке 30 насоса. Этот клапан состоит из двух кла­панов — предохранительного и перепускного. Первый, помещенный внутрь второго, ограничивает давление масла в системе (75—80 кгс/см2), а второй — количество посту­пающего масла, подаваемого насосом к гидроусилителю при повышении частоты вращения коленчатого вала дви­гателя.

Рис. 91. Насос гидроусилителя рулевого управления КамАЗ:

1 — шестерня привода; 2 — гайка крепления шестерни; 3 — шплинт; 4, 15 и 27 — шайбы; 5 — вал насоса; 6 — сегментная шпонка; 7 — упорное кольцо; 8 — шарикоподшипники; 9 — маслосгонное кольцо; 10 — упорное кольцо; 11 — сальник; 12 — игольчатый подшипник; 13 — пробка заливной горловины; 14 — заливной фильтр; 16 — болт; 17, 34 и 36 — уплотнительные кольца; 18 — стойка фильтра; 19 — предохранительный клапан; 20 — крышка бачка с пружиной; 21 — уплотнительная прокладка крышки; 22 — бачок насоса 23 — сегментный фильтр; 24 — коллектор насоса; 25 — трубка бачка; 26 — штуцер; 28 — прокладка коллектора; 29 — уплотнительная прокладка; 30 — крышка насоса; 31 — перепускной клапан в сборе с предохранительным клапаном; 32 — распределительный диск; 33 — лопасть насоса; 35 — статор насоса; 37 — корпус насоса; 38 — ротор насоса; 39 — шарик; К — калибро­ванное отверстие.

Перепускной клапан работает следующим образом

С увеличением подачи масла в систему гидроусилителя (в результате повышения частоты вращения коленчатого вала двигателя) разность давлений в полости нагнетания насоса и линии нагнетания гидроусилителя за счет сопро­тивления отверстия К возрастает, а следовательно, увели­чивается и разность давлений на торцах перепускного клапана. При определенной разности давлений усилие, стремящееся сдвинуть клапан, возрастает настолько, что пружина сжимается, и клапан, перемещаясь вправо, сообщает полость нагнетания с бачком. Таким образом, дальнейшее увеличение поступления масла в систему почти прекращается.

Для предотвращения шума при работе и уменьшения износа деталей насоса при большой частоте вращения коленчатого вала двигателя масло, которое перепускается клапаном 31, принудительно направляется обратно в по­лость корпуса насоса и каналы всасывания. Для этой цели служит коллектор 24, у которого внутренний канал, сообщающийся с полостью перепускного клапана, имеет малое проходное сечение, которое дальше расширяется. Это приводит к резкому увеличению скорости потока масла, перепускаемого во всасывающую полость корпуса, и создает некоторое повышение давления на всасывании.

Радиатор, предназначенный для охлаждения масла, в системе гидроусилителя рулевого управления, представ­ляет собой алюминиевую оребренную трубу, установлен­ную перед масляным радиатором системы смазки двига­теля.

История возникновения

Имя изобретателя гидравлического усилителя руля точно не известно. Первые упоминания о подобной системе датируются 1876 годом, когда некий  Фитц (Fitts), применил его на своем паровом автомобиле: слишком тяжелая машина плохо слушалась руля. Запатентовал гидроусилитель руля американец Роберт Твайфорд в 1900 году, в 1903 году его применили на серийном грузовике. В первой половине ХХ века гидроусилитель руля применялся редко и только на тяжелых машинах: грузовиках и бронеавтомобилях в виду своей дороговизны. Только в 50-е годы гидроусилитель руля стал массово применяться в серийных легковых автомобилях.

Преимущества применения гидроусилителя руля:

• уменьшает усилия необходимые для поворота рулевого колеса;
• обеспечивает необходимую траекторию поворота без изменений;
• улучшает маневренность автомобиля;
• полная обратная связь – водитель «чувствует» дорогу;
• смягчает отдачу от ударов, вызванных наездом колес на неровности и выбоины на дороге;
• меняет «чувствительность» руля в зависимости от скорости движения;
• повышает безопасность движения в случае разрыва шин передних колес (блокирует самопроизвольный поворот);
• при отказе системы остается возможность управлять автомобилем.

Недостатки:

• высокая стоимость, бюджетные автомобили так и не получили гидравлический усилитель на руль;
• дополнительные затраты мощности двигателя для вращения вала насоса.

Существует два основных типа гидравлических усилителя руля: совмещенный с рулевым механизмом и с продольной тягой.

Устройство и основные компоненты гидравлического усилителя руля, совмещенного с продольной тягой рис.1:

Насос (1) – агрегат, обеспечивающий необходимое давление, а также циркуляцию рабочей жидкости в гидросистеме.

Наиболее массово используется конструкция роторного гидронасоса – рис.2, благодаря его надежности и высокой производительности.

Рис.3 – варианты конструктивного исполнения насосов автомобильных гидросистем различных производителей.

Для оптимального размещения составляющих гидроусилителя руля насос (1) часто объединяют с бачком (4) в один компактный агрегат – рис.4:

Насос приводится в действие коленвалом двигателя с помощью ременной передачи.

Корпус рулевой рейки (2) на рис.1. Представляет собой агрегат, заключающий в себе рулевую рейку с гидроцилиндрами и распределитель.

Распределитель, узел (3) на рис.1. Предназначен для направления рабочей жидкости под давлением в рабочий цилиндр и ее отток обратно в бачок, в зависимости от положения руля. Главный подвижный элемент распределителя – золотник бывает двух типов:

• осевой – перемещается поступательно;
• роторный – вращается;

Бачок (4) для масла – представляет собой емкость для рабочей жидкости.

Внутри фильтр для масла, а в пробке датчик уровня жидкости – щуп:

Соединительные шланги (5). Обеспечивают необходимую циркуляцию рабочей жидкости в системе гидроусилителя руля. Шланги высокого давления соединяют насос с распределителем и передают давление в гидроцилиндры. По шлангу низкого давления жидкость возвращается обратно в бачек, а из бачка – к насосу. Рис.8 – шланги гидроусилителя руля и фитинги для подсоединения.

Рабочая жидкость гидроусилителя руля обеспечивает функционирование системы – передает давление от насоса к рабочим цилиндрам, смазывает трущиеся детали  механизмов. Представляет собой индустриальное (машинное) масло с модификаторами, подобная смесь стала отдельным продуктом – жидкостью для гидроусилителей или автоматических трансмиссий.

Рулевой привод

Рулевой привод служит для передачи усилия от рулевого механизма к управляемым колесам. Он состоит из рулевой сошки 1, продольной рулевой тяги 7, верхнего рычага 11 левого поворотного кулака, правого и левого нижних рычагов 24 поворотных кулаков 25 и поперечной рулевой тяги 14. Перечисленные детали соединены между собой шарнирно.

Рулевая сошка одним концом жестко связана с наружным концом вала, а другим через продольную рулевую тягу 7 шарнирно соединена с верхним рычагом 11 поворотного кулака 25 левого колеса. Крепление рулевой сошки к валу осуществляется на мелких конусных шлицах при помощи гайки.

Продольная рулевая тяга соединяется с рулевой сошкой и рычагом поворотного кулака при помощи шаровых пальцев 2, закрепленных на концах сошки и рычага. Шаровые пальцы входят в наконечники 5 продольной рулевой тяги, в которых установлены сухари 8. Сухари охватывают шаровые пальцы, под действием сжимающих пружин 4. Пробки 9, ввернутые в наконечники продольной рулевой тяги, дают возможность регулировать затяжку пружин и предохраняют пружины и сухари от выпадания из наконечников тяги. Чтобы пробки не могли самопроизвольно отвертываться, их шплинтуют. Ограничители 3 ограничивают предельное сжатие пружин сухарей при их регулировке. Наличие пружин в соединениях тяг способствует смягчению ударов, передающихся от колес автомобиля. Для защиты шаровых пальцев и сухарей от пыли и грязи места прохода шаровых пальцев в. наконечники тяг закрываются уплотнительными кольцами 10. Смазка к шаровым пальцам и сухарям подводится через масленки 6, установленные на наконечниках продольной рулевой тяги.

Рычаги поворотных кулаков устанавливаются в отверстиях вилок кулаков на шпонках и крепятся гайками 12, которые затем шплинтуются. Рычаги поворотных кулаков автомобилей с ведущим передним мостом выполняются заодно с крышками подшипников шкворней. Соединение поперечной рулевой тяги с рулевыми рычагами выполнено также шарнирно. Наконечники крепятся на поперечной рулевой тяге при помощи резьбы (с одной стороны правая, с другой — левая) и стяжными болтами 17. Вращением этих наконечников можно изменять длину тяги и тем самым регулировать схождение передних колес.

Для соединения поперечной рулевой тяги с рычагами поворотных кулаков колес используются обычно саморегулирующиеся конические шарнирные соединения. Палец 18 поворотного рычага конической поверхностью прижимается к вкладышу 23 усилием пружины. 20. Вкладыш устанавливается в наконечник поперечной рулевой тяги и от повертывания стопорится винтом, входящим в паз вкладыша. Прижимная пружина верхним концом упирается в пяту 22 пальца, а нижним — в шайбу 21, закрепленную в наконечнике стопорным кольцом. По мере износа конических поверхностей пальца и вкладыша зазор между трущимися поверхностями выбирается перемещением пальца в осевом направлении под действием прижимной пружины.

На автомобилях повышенной проходимости шарнирное соединение поперечной рулевой тяги осуществляется с помощью пальцев и бронзовых втулок. Поперечная рулевая тяга таких автомобилей имеет вильчатые наконечники.

Правильным поворотом направляющих колес является только такой поворот автомобиля, при котором его колеса будут катиться по дороге без скольжения. А это возможно лишь в том случае, если направляющие колеса при повороте автомобиля будут поворачиваться на различные углы, причем внутреннее по отношению к центру поворота колесо должно поворачиваться на больший угол, чем наружное.

Одновременность поворота направляющих колес на необходимые углы обеспечивается рулевой трапецией, которую составляют передняя ось, рулевые рычаги и поперечная рулевая тяга. Правильные соотношения сторон и углов рулевой трапеции выбираются при конструировании автомобиля.

Техническое описание образца, поступившего на испытания

Техническое описание должно содержать следующие данные:

Наименование изделия.

Наименование предприятия (фирмы) изготовителя.

Номер чертежа, номер ТУ на………

Дату изготовления.

Число поворотов рулевого колеса из одного крайнего положения в другое*.

Угол поворота сошки q_S *.

Угол поворота сошки до клапанов ограничителей*.

Передаточное число кинематическое*:

— в среднем положении;

— в крайнем положении.

Ход штока силового цилиндра**.

Полный ход золотника**.

Наличие клапана — ограничителя давления.

Рабочее давление, обеспечивающее номинальный момент на валу сошки или
номинальное усилие на штоке силового цилиндра, с указанием допусков на значения
этих величин.

Номинальный момент на валу сошки или номинальное усилие на штоке
силового цилиндра.

Номинальную производительность насоса.

Максимально допустимую производительность насоса.

Рекомендуемую рабочую жидкость и ее вязкость при температуре 20 °С, 50
°С и 100 °С.

Массу изделия без жидкости.

* Только для интегральных и полуинтегральных рулей.

** Для раздельных и объединенных усилителей.

Приложение В
(рекомендуемое)

Принцип работы гидроусилителя

Главная особенность гидроусилителя руля состоит в том, что система задействуется сразу же после запуска двигателя автомобиля, так как вал гидронасоса вращается синхронно с коленчатым валом мотора. Пока водитель не работает рулём, образующееся в маслопроводах давление сбрасывается в расширительный бачок. Принцип работы гидравлического усилителя руля заключается в преобразовании давления рабочий жидкости, создаваемого гидронасосом, в механическую работу, совершаемую поршнем гидроцилиндра. Алгоритм функционирования ГУРа таков:

Рабочая жидкость перекачивается по системе, а избыток давления отправляется в расширительную ёмкость, пока водитель не начнёт поворачивать рулевым колесом. Во время поворота рулём торсион распределителя улавливает направления вращений, за счёт чего срабатывает один из двух клапанов, который открывает проток гидравлической жидкости к поршню цилиндра.

Масло с одной стороны надавливает на поршень, заставляет его толкать рейку или тягу в нужном направлении, пока шофёр не перестанет поворачивать руль. Когда рулевое колесо останавливается в любом положении, то гидрораспределитель закрывает клапан, а поршень прекращает подталкивать рейку.

При вращении рулевого колеса в обратную сторону первый клапан закрывается, и сразу же срабатывает второй. Жидкость поступает к поршню с другой стороны, заставляя его передвигаться и толкать рейку в другом направлении.

К примеру, автомобиль стоит с работающим двигателем на месте, и его колёса при этом установлены прямо. В этом положении гидроусилитель руля не работает, а его жидкость просто перекачивается насосом по системе – из расширительного бачка в гидрораспределитель и назад.

Водитель начинает вращения рулевым колесом. Крутящий момент от руля передаётся валу гидрораспределителя и дальше – торсиону, который начинает закручиваться. Поворотный золотник в тот момент не вращается, так как ему не даёт это делать сила трения. Перемещаясь относительно золотника, вал распределителя открывает канал для поступления масла в одну из полостей гидроцилиндра (в зависимости от того, куда водитель поворачивает руль). Вся рабочая жидкость под давлением отправляется в гидроцилиндр. Масло из второй полости гидроцилиндра поступает в сливную магистраль, и далее в расширительный бачок. Оно надавливает на поршень со штоком, за счёт чего рулевая рейка перемещается и колёса поворачиваются.

Когда водитель прекращает поворот рулевого колеса, однако продолжает удерживать его в повёрнутом положении, рулевая рейка при её перемещении вращает поворотный золотник и выравнивает его относительно вала гидрораспределителя. В тот момент распределитель ставится в нейтральное положение, и рабочая жидкость снова начинает просто вхолостую циркулировать по системе, не совершая работы (как это было при стоящей на месте машине и прямолинейном положении её колёс).

Плюсы и минусы ГУР

Проверив на практике, как работает гидроусилитель руля в современном автомобиле, можно оценить все преимущества использования данного механизма:

1. Надежность. Гидравлическая система усиления испытана многолетней практикой на различных авто, поэтому в данный момент она устанавливается примерно на 60% выпускаемых машин.
2. ГУР способен развивать приличную мощность и преодолевать значительное сопротивление со стороны колес. Отсюда возникает возможность применять его на автомобилях любой грузоподъемности и габаритов.
3. Комфорт для водителя – главный плюс рулевого гидроусилителя. Он создавался именно с этой целью – облегчить человеку процесс управления машиной.
4. Улучшение управляемости. Поскольку баранка вращается легко, водитель получает возможность быстрее реагировать на изменение дорожной ситуации.

Помимо ГУР, на легковые автомобили ставятся усилители нового поколения, поворачивающие передние колеса с помощью электродвигателя (ЭУР). Но подобные системы пока не могут сравниться с гидравликой по стоимости, а потому ЭУР оснащается меньшее количество новых машин.

Использование гидроусилителей в рулевых механизмах дает еще один бонус производителям автомобилей. Поскольку они выполняют вместо водителя физическую работу, в конструкции можно применять рулевые механизмы с меньшим передаточным отношением. Для автолюбителя это значит, что количество оборотов рулевого колеса от одного крайнего положения до другого уменьшится, что повысит остроту управления. Правда, при отказе ГУР либо движении авто на буксире водителю будет гораздо труднее крутить баранку.

Гидравлическим усилителям свойственны следующие недостатки:

1. Чтобы не вызвать поломку, руль нельзя долго держать в любом крайнем положении, особенно на повышенных оборотах двигателя. Из-за критического давления масло может выдавить сальники и вытечь.
2. Устройство привода насоса задумано так, что он работает безостановочно вместе с силовым агрегатом. Из-за этого насос постоянно изнашивается, требует периодического обслуживания и отнимает часть энергии двигателя, увеличивая расход топлива.
3. Другие элементы системы тоже нужно обслуживать, а также следить за уровнем гидравлической жидкости в бачке.
4. В автомобилях бюджетной ценовой категории, оборудованных ГУР, руль становится неинформативным, особенно при езде на большой скорости.

В более дорогих машинах реализовано особое устройство насоса гидроусилителя руля, позволяющее уменьшать давление масла в системе при повышении оборотов. При этом руль «наливается» приятной тяжестью и ощущения пустоты при управлении на скорости не возникает.

Принцип работы системы гидравлического усилителя руля.

При работающем двигателе автомобиля, ременная передача приводит в движение вал насоса гидроусилителя. Насос создает давление в системе и с помощью шлангов высокого давления передает его на распределитель. В зависимости от положения руля: влево, прямо, вправо, блок золотников распределяет рабочую жидкость под давлением в необходимый гидроцилиндр, облегчая водителю поворот. Если движение прямолинейное, то положение золотников обеспечивает простую циркуляцию рабочей жидкости. Если система гидроусилителя вышла из строя, то рулевой вал управляет машиной, используя зубчатую передачу: шестерня – рейка (продольная тяга) или червячную (поворот рулевой сошки).

Сравнение усилителей рулевого управления разной конструкции.

Удобство и безопасность управления

Все типы усилителей рулевого управления «подчиняются» только повороту руля, реакции управляемых колёс на них не действуют или действуют очень незначительно.

В автомобилях, оборудованных ГУР, с целью снизить усилие, которым водитель поворачивает руль, выводя машину из поворота, и для поддержания устойчивости прямолинейного движения, конструкторы увеличили схождение управляемых колёс, увеличили кастор и шаг винтовых канавок в зацеплении «винт — шариковая гайка».

Это создаёт у водителя впечатление обратной связи, «информативности» руля и чувство непосредственного управления.

Электронное управление ЭУР обеспечивает возможность его настройки в зависимости от условий и скорости движения. Чем больше скорость — тем меньше усилие ЭУР и «тяжелее» руль. В городских условиях водитель может отключить ЭУР от датчика скорости, и руль будет постоянно «лёгким».

В программу управления ЭУР можно ввести функции возвращения руля в «ноль» и удержания колес в среднем положении при разном давлении в шинах.

Надёжность

Детали усилителей руля любого типа и конструкции подвержены механическому износу.

В гидравлических усилителях к этому добавляется постепенное ухудшение свойств рабочей жидкости и износ манжет и уплотнений.

При удерживании руля в крайнем положении циркуляция масла прекращается, резко поднявшееся давление в системе может разорвать рукав высокого давления.

Понижение уровня масла в результате утечки вызовет работу насоса «всухую» с немедленным задиром поверхностей ротора и корпуса.

О выходе ГУР из строя водитель узнаёт последним, и если это произойдёт на большой скорости — аварийная ситуация неизбежна.

Бесщёточные, с внутренним обдувом, электродвигатели ЭУР надёжно защищены от перегрузок тремя барьерами — предохранителями в цепи питания, электронным блоком управления и общей программой процессора (контроллера) автомобиля.

При возникновении проблем ЭБУ уменьшает число оборотов электромотора, на приборной панели загорается соответствующий символ, водитель успевает отреагировать снижением скорости и торможением.

Существует ряд мнений, что достоинством той или иной конструкции является возможность управлять машиной при выходе усилителя руля из строя.

Топливная экономичность

ГУР потребляет часть мощности двигателя на вращение насоса, создающего высокое давление в гидросистеме.

Основной недостаток гидравлических усилителей — насос высокого давления работает, если вращается коленчатый вал двигателя. Движется ли машина или стоит неподвижно на холостых оборотах — ротор насоса крутится, срабатывая собственный ресурс.

Электродвигатель ЭУР включается электроникой только на время поворота руля, при стоянке в пробке или движении по прямой он не работает.

Существует тезис о повышенном расходе топлива автомобилями, оснащёнными гидравликой в рулевом управлении. При этом не учитывается, что киловатты, «съедаемые» электромотором ЭУР и непрерывно потребляемые системами управления, тоже произведены коленвалом, вращающим генератор.

Никто не проводил ходовых испытаний одинаковых авто с одинаковыми двигателями, но разным типом усилителя рулевого управления, поэтому достоверных данных о «прожорливости» машин с ГУР не существует.

Область применения

Гидравлические рулевые устройства, в последнее время, практически не применяются в переднеприводных автомобилях с подвеской типа «МакФерсон» и рулевым механизмом реечного типа. Исключение — ЭГУР.

В транспортных средствах, где поворот управляемых колёс осуществляется рулевой трапецией, — в полноразмерных внедорожниках, средних и тяжёлых грузовиках — передние колёса поворачиваются с помощью ГУР.

Перспективы развития

Гидравлические конструкции — тупиковая ветвь автомобильного прогресса.

Современные электронные системы безопасности движения, торможения, объезда препятствий и парковки требуют и электронного рулевого управления.

Развитие гибридного привода, появление электромобилей и машин с элементами искусственного интеллекта в управлении — лишили «гидравлику» места под капотом.

Насос гидроусилителя руля КамАЗ

Насос гидроусилителя

рулевого управления КамАЗ с бачком установлен в развале блока цилиндров. Привод насоса шестеренчатый, от блока распределительных ше­стерен. Шестерня 1 закреплена на валу 5 насоса шпон­кой 6 и гайкой 2 со шплинтом 3.

Насос лопастного типа, двойного действия, т. е. за один оборот вала совершаются два полных цикла всасы­вания и два нагнетания. В роторе 38 насоса имеются пазы, в которых перемещаются лопасти 33. Ротор уста­новлен внутри статора на валу 5 насоса на шлицах; по­садка ротора на шлицах свободная.

Положение статора 35 относительно корпуса 37 на­соса фиксировано, т. е. направление стрелки на статоре совпадает с направлением вращения вала насоса.

При вращении вала насоса лопасти прижимаются к кри­волинейной поверхности статора под действием центро­бежной силы и давления масла, поступающего по каналам в распределительном диске 32 под лопасти насоса. Между лопастями образуются полости переменного объема, ко­торые заполняются маслом, поступающим из полостей всасывания распределительного диска. В полости всасы­вания масло поступает из полости корпуса 37 насоса по каналам в статоре 35. При уменьшении межлопастного объема масло вытесняется в полость нагнетания по ка­налам в распределительном диске 32.

Торцовые поверхности корпуса и распределительного диска тщательно отшлифованы. Наличие на них, а также на роторе, статоре и лопастях забоин, заусенцев и т. п. недопустимо.

На насосе установлен бачок 22 для масла, закрытый крышкой 20, которая закреплена болтом 16. Под ним уста­новлены шайба 15 и резиновое кольцо 17, которое вместе с резиновой прокладкой 21 уплотняет внутреннюю полость бачка. В крышку бачка ввернут предохранительный кла­пан 19, ограничивающий давление внутри бачка. Все масло, возвращающееся из гидроусилителя в насос, про­ходит через расположенный внутри бачка сетчатый фильтр 23.

Насос имеет комбинированный клапан, расположен­ный в крышке 30 насоса. Этот клапан состоит из двух кла­панов — предохранительного и перепускного. Первый, помещенный внутрь второго, ограничивает давление масла в системе (75—80 кгс/см2), а второй — количество посту­пающего масла, подаваемого насосом к гидроусилителю при повышении частоты вращения коленчатого вала дви­гателя.

Рис. 91. Насос гидроусилителя рулевого управления КамАЗ:

1 — шестерня привода; 2 — гайка крепления шестерни; 3 — шплинт; 4, 15 и 27 — шайбы; 5 — вал насоса; 6 — сегментная шпонка; 7 — упорное кольцо; 8 — шарикоподшипники; 9 — маслосгонное кольцо; 10 — упорное кольцо; 11 — сальник; 12 — игольчатый подшипник; 13 — пробка заливной горловины; 14 — заливной фильтр; 16 — болт; 17, 34 и 36 — уплотнительные кольца; 18 — стойка фильтра; 19 — предохранительный клапан; 20 — крышка бачка с пружиной; 21 — уплотнительная прокладка крышки; 22 — бачок насоса 23 — сегментный фильтр; 24 — коллектор насоса; 25 — трубка бачка; 26 — штуцер; 28 — прокладка коллектора; 29 — уплотнительная прокладка; 30 — крышка насоса; 31 — перепускной клапан в сборе с предохранительным клапаном; 32 — распределительный диск; 33 — лопасть насоса; 35 — статор насоса; 37 — корпус насоса; 38 — ротор насоса; 39 — шарик; К — калибро­ванное отверстие.

Перепускной клапан работает следующим образом

С увеличением подачи масла в систему гидроусилителя (в результате повышения частоты вращения коленчатого вала двигателя) разность давлений в полости нагнетания насоса и линии нагнетания гидроусилителя за счет сопро­тивления отверстия К возрастает, а следовательно, увели­чивается и разность давлений на торцах перепускного клапана. При определенной разности давлений усилие, стремящееся сдвинуть клапан, возрастает настолько, что пружина сжимается, и клапан, перемещаясь вправо, сообщает полость нагнетания с бачком. Таким образом, дальнейшее увеличение поступления масла в систему почти прекращается.

Для предотвращения шума при работе и уменьшения износа деталей насоса при большой частоте вращения коленчатого вала двигателя масло, которое перепускается клапаном 31, принудительно направляется обратно в по­лость корпуса насоса и каналы всасывания. Для этой цели служит коллектор 24, у которого внутренний канал, сообщающийся с полостью перепускного клапана, имеет малое проходное сечение, которое дальше расширяется. Это приводит к резкому увеличению скорости потока масла, перепускаемого во всасывающую полость корпуса, и создает некоторое повышение давления на всасывании.

Радиатор,

предназначенный для охлаждения масла, в системе гидроусилителя рулевого управления, представ­ляет собой алюминиевую оребренную трубу, установлен­ную перед масляным радиатором системы смазки двига­теля.

Гидроусилитель рулевого управления

В гидроусилителе рулевого управления (ГУР) дополнительное усилие при повороте рулевого колеса создается за счет гидравлического привода.

Устройство и принцип работы гидроусилителя руля

Устройство рулевой рейки с гидроусилителем Конструктивно ГУР состоит из следующих элементов:

• бачок с рабочей жидкостью;
• насос;
• гидроцилиндр;
• золотниковый распределитель;
• соединительные шланги.

Насос гидроусилителя приводится в действие ремнем от коленчатого вала двигателя и подает рабочую жидкость под давлением в золотниковый распределитель. При повороте водителем рулевого колеса распределитель направляет поток жидкости от насоса в левую или правую полость гидроцилиндра. Давление жидкости перемещает поршень гидроцилиндра, осуществляя поворот управляемых колес автомобиля посредством рулевого привода.

Преимущества и недостатки ГУР

Как и ЭУР, гидроусилитель рулевого управления имеет как преимущества, так и недостатки. Основными положительными моментами ГУР являются:

• восприимчивость к большим нагрузкам, дающая возможность устанавливать ГУР на тяжелых внедорожниках и грузовиках;
• менее затратное производство устройства (в отличие от ЭУР), что влияет на стоимость автомобиля в целом;
• комфорт управления транспортным средством на разных скоростях.

Плюсы – это, конечно, хорошо. А что же с минусами? Имеются и такие:

• расход мощности двигателя;
• мелкие поломки, связанные с утечкой рабочей жидкости;
• необходимость следить за уровнем рабочей жидкости;
• периодическая замена жидкости;
• отсутствие возможности регулировать характеристики и настройки рулевого управления.

Карданный вал

Карданный вал КамАЗ

имеет два шарнира. Кардан­ный шарнир состоит из игольчатых подшипников 4, уста­новленных в вилки и закрепленных стопорными кольцами 2, и крестовины 3, вставленной в подшипники. В каждый игольчатый подшипник при сборке заложено 1,0—1,2 г смазки 158 (ТУ 38-101-320—77), и ее не требуется попол­нять в процессе эксплуатации. Резиновые кольца 5 пре­дотвращают попадание грязи в шарнирное соедине­ние.

Карданный вал имеет скользящее шлицевое соедине­ние, обеспечивающее возможность изменения расстояния между шарнирами при перемещениях кабины. Шлицы перед сборкой смазывают тонким слоем, а во втулку за­кладывают 28—32 г смазки, указанной выше. Уплотнительные кольца 5 служат для удержания смазки и пре­дохранения соединения от загрязнения.

Вилки карданного вала прикреплены к валу колонки рулевого управления и валу ведущей шестерни угловой передачи клиньями.

Рис. 87. Карданный вал рулевого управления КамАЗ:

1 — вилка; 2 и 9 — упорные кольца; 3 — крестовина; 4 — игольчатый под­шипник; 5 и 8 — уплотнительные кольца; 5 — вилка со шлицевым стержнем; 7 — обойма уплотнительного кольца; 10 — вилка со шлицевой втулкой.